Меню

Дешевые флешки

хорошо или плохо?

Уничтожение данных – важная проблема современного IT-сообщества. Ситуации, при которых может потребоваться полное и безвозвратное уничтожение данных, различны, и не будут нами здесь обсуждаться. Мы поговорим о том, как можно уничтожить данные с различных типов носителей.

1. Флеш-накопители

Чем дальше развивается компьютерная индустрия, тем более емкими и быстрыми становятся накопители данных. Это даже не закономерность – это необходимость: c увеличением тактовой частоты процессора и системной шины возрастает «прогоняемый» поток данных – которые, соответственно, необходимо не только хранить, но и с нужной скоростью подавать туда, куда следует, и потом оттуда забирать.

- Общепризнано, что наиболее быстрыми устройствами хранения информации в настоящее время являются твердотельные накопители (SSD). Их единственный, но при этом весьма существенный недостаток – цена. При стоимости единицы емкости в 2 – 3 раза выше, чем для традиционного НЖМД, такие устройства не могут стать массово используемыми по простой причине: это экономически невыгодно даже при двукратном – трехкратном приросте производительности.

Производители пытаются решить проблему цены несколькими способами: удешевление производства (использование максимально дешевой рабочей силы – как вариант), удешевление транспортировки, удешевление компонентной базы. Последний тип удешевления конечного устройства оказывается наиболее «мощным». Однако низкая цена компонентной базы, спасая стоимость устройства, негативно сказывается на его качестве: ни для кого не секрет, что SSD - устройства не слишком надежные, и после определенного времени использования неизбежно выходят из строя. Одна из причин этого – использование дешевой TLC-памяти и логического ее продолжения – памяти 3D-NAND.

TLC-память (от английского Three Level Cell – ячейка с тремя уровнями) – достаточно новая технология, при которой в одну ячейку памяти помещается 3 байта информации. TLC-память не отличается высокой скоростью работы, однако отличается низкой ценой; большинство флешек, выпускающихся в настоящее время, собраны именно на этой памяти. Память предусматривает приличный ресурс «spare size» («заменяемых объемов» - т.е., часть чипа зарезервирована под замену в случае выхода из строя или износа «рабочих» областей), и это, на самом деле, добавляет проблем. Контроллер NAND-микросхемы вынужден трудиться «в поте лица» для того, чтобы вовремя отловить и скорректировать ошибки, заменить необходимые изношенные области, предотвратить потерю данных, обеспечить связь устройства с операционной системой, и прочая, прочая, прочая… Не удивительно, что в современных флеш-накопителях проблемы случаются в 99 % случаев не с памятью, а с контроллером. При такой нагрузке он первым выходит из строя. Это, с одной стороны, хорошо: память остается относительно живой, ее можно считать и восстановить с нее данные. С другой стороны, это, конечно же, плохо, так как теряется само устройство и возможность его ремонта.

Однако для восстановления данных TLC-память дешевого сегмента – далеко не подарок. Этот тип NAND-микросхем очень капризный, требует исключительно осторожной пайки, так как при превышении температурного режима микросхемы часто меняются и ее читательно-писательные способности; кроме того, очень часто такие микросхемы требуют применения особых схем питания, которые при жизни устройства им обеспечивал контроллер. Именно поэтому чтение подобных микросхем памяти даже при наличии необходимого оборудования – задача нетривиальная, и часто занимающая очень немало времени. Все дело в том, что при чтении подобных микросхем часть блоков считывается уверенно и хорошо, а другая часть может читаться с «плавающим» результатом: блоки отдаются не полностью. Что любопытно: при повторном вычитывании те же самые блоки, которые читались хорошо, могут прочитаться плохо, и наоборот, те, что не читались – отдадут данные идеально. Но будут и такие блоки, которые в любом случае считаются плохо.

Для исправления ситуации с плохо читающимися блоками существует механизм коррекции ошибок (ЕСС). Этот механизм работает по разным алгоритмам в зависимости от параметров микросхемы, его функция: привести испорченные данные из блока в нормальное состояние валидных данных. При восстановлении данных механизмы ЕСС-коррекции активно используются для улучшения результатов чтения микросхем.

Однако наступает такой момент, когда чип вычитан максимально полно, все то, что можно было скорректировать с помощью ЕСС, скорректировано, но в вычитанном образе все еще имеется порядочное число нескорректированных данных. Для успешного восстановления данных их также необходимо вычитать. И вот тут начинается то, что в среде специалистов по восстановлению данных принято называть «танцы с бубном».

Чтение «сложных» микросхем может производиться разными способами и по разным алгоритмам, наиболее распространенным из которых является изменение используемой схемы питания чипа с рестартом микросхемы в случае чтения «мусора» или заведомо неверных данных, а также использование методов вариационной статистики для выделения валидных данных при нестабильном чтении блока с последующим применением к ним алгоритмов ЕСС.

Выглядит это примерно так:

Специализированная программно-аппаратная конструкция (мы используем РС-3000 Flash производства АСЕ Lab) позволяют открывать карту считанного устройства и просматривать ее в режиме реального времени. На приведенной выше карте видны области, которые были считаны по разному: салатно-зеленые квардарты показывают считанные валидные данные, черные – области, в которых не содержится информации, и желтовато-зеленые – считанные, но не скорректированные области. Составив карту только нескорректированных областей, мы получаем возможность работы исключительно с ними. Возможны любые операции, обычно применяемые к данным, от чтения до перезаписи или даже стирания.

Перечитывание даже ничтожно малого (по современным меркам) объема информации в 60 – 70 Мбайт может занять несколько дней. К сожалению, текущие технологии чтения NAND-микросхем, да и состояние этих самых микросхем, не позволяют делать этого быстрее, поэтому в случае, если Вы обратились к нам за восстановлением Ваших данных, будьте готовы к тому. что их вычитывание может занять немало времени.

Станислав Корб, ©2018

Поделиться